JP2018177090A - Optical unit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光学ユニットに関し、特に車両用灯具に用いられる光学ユニットに関する。 The present invention relates to an optical unit, and more particularly to an optical unit used for a vehicle lamp.
近年、光源から出射した光を車両前方に反射し、その反射光で車両前方の領域を走査することで所定の配光パターンを形成する装置が考案されている。例えば、光源から出射した光を反射しながら回転軸を中心に一方向に回転する回転リフレクタと、発光素子からなる光源と、を備え、回転リフレクタは、回転しながら反射した光源の光が所望の配光パターンを形成するよう反射面が設けられている光学ユニットが考案されている(特許文献1)。 In recent years, an apparatus has been devised which reflects light emitted from a light source forward of a vehicle and scans a region in front of the vehicle with the reflected light to form a predetermined light distribution pattern. For example, the light source includes a rotary reflector rotating in one direction about a rotation axis while reflecting light emitted from the light source, and a light source composed of a light emitting element. An optical unit has been devised in which a reflective surface is provided to form a light distribution pattern (Patent Document 1).
また、この光学ユニットは、所定のタイミングで発光素子を消灯することで、配光パターンの一部に非照射領域を形成することができる。 Moreover, this optical unit can form a non-irradiation area | region in a part of light distribution pattern by turning off a light emitting element at predetermined | prescribed timing.
しかしながら、上述の光学ユニットは、形成できる配光パターンの形状が限られており、更なる改良の余地がある。 However, the above-described optical unit is limited in the shape of the light distribution pattern that can be formed, and there is room for further improvement.
本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、簡易な構成で複数の配光パターンを形成可能な新たな光学ユニットを提供することにある。 The present invention has been made in view of these circumstances, and an object thereof is to provide a new optical unit capable of forming a plurality of light distribution patterns with a simple configuration.
上記課題を解決するために、本発明のある態様の光学ユニットは、光源と、光源から出射した光を反射しながら回転軸を中心に一方向に回転する回転リフレクタと、を備える。回転リフレクタは、反射した光が光源像として走査されることで配光パターンを形成するように構成されており、光源は、点消灯が制御されることで配光パターンの一部に生じる非照射領域の端部の形状を異ならせることができるように光出射面が構成されている。 In order to solve the above problems, an optical unit according to an aspect of the present invention includes a light source, and a rotating reflector that rotates in one direction about a rotation axis while reflecting light emitted from the light source. The rotating reflector is configured to form a light distribution pattern by scanning the reflected light as a light source image, and the light source is non-irradiated which is generated in part of the light distribution pattern by controlling turning on and off. The light emitting surface is configured such that the shape of the end of the region can be made different.
この態様によると、非照射領域の端部の形状が異なる複数の配光パターンを形成できる。 According to this aspect, it is possible to form a plurality of light distribution patterns in which the shape of the end of the non-irradiation area is different.
光出射面は、光源像として走査される方向と交差する第1の辺を有する第1光出射面と、光源像として走査される方向と交差し、第1の辺と方向が異なる第2の辺を有する第2光出射面と、を有してもよい。これにより、非照射領域の端部を第1の辺に対応したカットラインと第2の辺に対応したカットラインで形成できる。なお、一つの光出射面が第1の辺と第2の辺とを有していてもよい。 The light emission surface intersects with a first light emission surface having a first side intersecting with a direction scanned as a light source image and a direction scanned as a light source image, and a second direction different from the first side And a second light emitting surface having a side. Thus, the end of the non-irradiation area can be formed by the cut line corresponding to the first side and the cut line corresponding to the second side. Note that one light emitting surface may have a first side and a second side.
第1光出射面および第2光出射面の点灯状態をそれぞれ制御する制御部を更に備えてもよい。制御部は、配光パターンとして第1の形状の非照射部を有する第1の配光パターンを形成する場合には、第1の形状の非照射部を第1光出射面から出射した光が走査するタイミングで第1光出射面を消灯制御し、配光パターンとして第1の形状と異なる第2の形状の非照射部を有する第2の配光パターンを形成する場合には、第2の形状の非照射部を第2光出射面から出射した光が走査するタイミングで第2光出射面を消灯制御してもよい。これにより、非照射部の形状が異なる複数の配光パターンを形成できる。 A control unit may be further provided to control lighting states of the first light emission surface and the second light emission surface. When the control unit forms a first light distribution pattern having a non-irradiated portion of a first shape as a light distribution pattern, the light emitted from the first light emission surface of the non-irradiated portion of the first shape is The second light distribution pattern is formed in a case where the first light emission surface is controlled to be turned off at the scanning timing and a second light distribution pattern having a second shape non-irradiated portion different from the first shape is formed as the light distribution pattern. The second light emission surface may be turned off at the timing when the light emitted from the second light emission surface scans the non-irradiated portion having the shape. As a result, it is possible to form a plurality of light distribution patterns in which the shapes of the non-irradiated portions are different.
第1光出射面は、第1の辺によって斜めの第1カットラインが形成される形状を有してもよい。これにより、例えば、ヘッドライト等の車両用灯具へ適用できる。 The first light emitting surface may have a shape in which a diagonal first cut line is formed by the first side. Thereby, for example, it is applicable to vehicle lamps, such as a headlight.
第2光出射面は、第2の辺によって、第1カットラインと角度の異なる第2カットラインが形成される形状を有してもよい。これにより、照射方向の状況に応じて非照射部をより適した形にすることが可能となる。例えば、光学ユニットを車両用前照灯に適用した場合、前走車等に与えるグレアを抑制しつつ前方の視認性を向上できる。 The second light emitting surface may have a shape in which a second cut line having an angle different from the first cut line is formed by the second side. This makes it possible to make the non-irradiated part more suitable for the situation in the irradiation direction. For example, when the optical unit is applied to a vehicular headlamp, it is possible to improve the forward visibility while suppressing glare given to a vehicle in front.
第2光出射面は、第2の辺によって、第1カットラインと対称の第2カットラインが形成される形状を有してもよい。これにより、非照射領域の端部が左右対称の配光パターンを形成できる。 The second light emitting surface may have a shape in which a second cut line symmetrical to the first cut line is formed by the second side. Thereby, the edge part of non-irradiation area | region can form a light distribution pattern symmetrical to the left and right.
光出射面は、光源像として走査される方向に、第1光出射面と第2光出射面とが配列していてもよい。これにより、省スペースで複数の配光パターンを形成できる。 In the light emitting surface, the first light emitting surface and the second light emitting surface may be arranged in the direction in which the light emitting device is scanned as the light source image. Thereby, a plurality of light distribution patterns can be formed with space saving.
なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法、装置、システム、などの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。 It is to be noted that any combination of the above-described components, and a conversion of the expression of the present invention among methods, apparatuses, systems, and the like are also effective as an aspect of the present invention.
本発明によれば、複数の配光パターンを形成可能な新たな光学ユニットを実現できる。 According to the present invention, a new optical unit capable of forming a plurality of light distribution patterns can be realized.
以下、本発明を実施の形態をもとに図面を参照しながら説明する。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、実施の形態は、発明を限定するものではなく例示であって、実施の形態に記述される全ての特徴やその組合せは、必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。 Hereinafter, the present invention will be described based on the embodiments with reference to the drawings. The same or equivalent components, members, and processes shown in the drawings are denoted by the same reference numerals, and duplicating descriptions will be omitted as appropriate. In addition, the embodiments do not limit the invention and are merely examples, and all the features and combinations thereof described in the embodiments are not necessarily essential to the invention.
本実施の形態に係る光学ユニットは、種々の車両用灯具に用いることができる。以下では、車両用灯具のうち車両用前照灯に本実施の形態に係る光学ユニットを適用した場合について説明する。 The optical unit according to the present embodiment can be used for various vehicle lamps. Below, the case where the optical unit which concerns on this Embodiment is applied to the vehicle headlamp among the vehicle lamps is demonstrated.
[第1の実施の形態]
(車両用前照灯)
図1は、本実施の形態に係る車両用前照灯の水平断面図である。図2は、本実施の形態に係る車両用前照灯の正面図である。なお、図2においては、一部の部品を省略してある。
First Embodiment
(Headlights for vehicles)
FIG. 1 is a horizontal cross-sectional view of a vehicular headlamp according to the present embodiment. FIG. 2 is a front view of the vehicle headlamp according to the present embodiment. In FIG. 2, some parts are omitted.
本実施の形態に係る車両用前照灯10は、自動車の前端部の右側に搭載される右側前照灯であり、左側に搭載される前照灯と左右対称である以外は同じ構造である。そのため、以下では、右側の車両用前照灯10について詳述し、左側の車両用前照灯については説明を省略する。
The
図1に示すように、車両用前照灯10は、前方に向かって開口した凹部を有するランプボディ12を備えている。ランプボディ12は、その前面開口が透明な前面カバー14によって覆われて灯室16が形成されている。灯室16は、1つの光学ユニット18が収容される空間として機能する。光学ユニット18は、可変ハイビームとロービームの両方を照射できるように構成されたランプユニットである。可変ハイビームとは、ハイビーム用の配光パターンの形状を変化させるように制御されているものをいい、例えば、配光パターンの一部に非照射領域(遮光部)を生じさせることができる。
As shown in FIG. 1, the
本実施の形態に係る光学ユニット18は、第1の光源20と、第1の光源20から出射した第1の光L1の光路を変化させて回転リフレクタ22のブレード22aに向かわせる1次光学系(光学部材)としての集光用レンズ23と、第1の光L1を反射しながら回転軸Rを中心に回転する回転リフレクタ22と、投影レンズ24と、第1の光源20と投影レンズ24との間に配置された第2の光源26と、第2の光源26から出射した第2の光L2をブレード22aに向かわせる1次光学系(光学部材)としての拡散用レンズ28と、制御部29と、を備える。
The
第1の光源20は、発光面が二等辺三角形の素子がマトリックス状に配置されている。第2の光源26は、4個の素子が一列に配置されている。
In the
投影レンズ24は、回転リフレクタ22で反射された第1の光L1を光学ユニットの光照射方向(図1左方向)に集光し投影する集光部24aと、回転リフレクタ22で反射された第2の光L2を光学ユニットの光照射方向に拡散し投影する拡散部24bと、を備える。これにより、光学ユニット18の前方に光源像を鮮明に投影できる。
The
図3は、本実施の形態に係る回転リフレクタの構成を模式的に示した側面図である。図4は、本実施の形態に係る回転リフレクタの構成を模式的に示した上面図である。 FIG. 3 is a side view schematically showing the configuration of the rotary reflector according to the present embodiment. FIG. 4 is a top view schematically showing the configuration of the rotary reflector according to the present embodiment.
回転リフレクタ22は、モータ34などの駆動源により回転軸Rを中心に一方向に回転する。また、回転リフレクタ22は、回転しながら反射した各光源の光を走査することで所望の配光パターンを形成するように反射面としてのブレード22aが設けられている。つまり、回転リフレクタは、その回転動作により、発光部からの可視光を照射ビームとして出射するものであり、かつ、該照射ビームを走査せしめることによって所望の配光パターンを形成する。
The rotating
回転リフレクタ22は、反射面として機能する、形状の同じ2枚のブレード22aが筒状の回転部22bの周囲に設けられている。回転リフレクタ22の回転軸Rは、光軸Axに対して斜めになっており、光軸Axと各光源とを含む平面内に設けられている。換言すると、回転軸Rは、回転によって左右方向に走査する各光源の光(照射ビーム)の走査平面に略平行に設けられている。これにより、光学ユニットの薄型化が図られる。ここで、走査平面とは、例えば、走査光である各光源の光の軌跡を連続的につなげることで形成される扇形の平面ととらえることができる。
In the
また、回転リフレクタ22のブレード22aの形状は、回転軸Rを中心とする周方向に向かうにつれて、光軸Axと反射面とが成す角が変化するように捩られた形状を有している。これにより、図4に示すように第1の光源20や第2の光源26の光を用いた走査が可能となる。
Further, the shape of the
各光源には、LED、EL素子、LD素子などの半導体発光素子が用いられる。集光部24aおよび拡散部24bを有する凸状の投影レンズ24の形状は、要求される配光パターンや照度分布などの配光特性に応じて適宜選択すればよいが、非球面レンズや自由曲面レンズを用いることも可能である。
For each light source, a semiconductor light emitting element such as an LED, an EL element, or an LD element is used. The shape of the
制御部29は、外部からの制御信号に基づいて、第1の光源20および第2の光源26の点消灯制御と、モータ34の回転制御を行う。第1の光源20は、ヒートシンク30に搭載され、第2の光源26は、ヒートシンク32に搭載されている。
The
以下では、第1の光源における発光素子の光出射面の形状やレイアウトに着目して説明する。本実施の形態では、回転リフレクタ22で反射された光源像を走査することで配光パターンを形成するが、光源像を構成する発光素子の光出射面の形状や点灯状態を工夫することで、様々な形態の配光パターンを形成できる。
The following description will focus on the shape and layout of the light emitting surface of the light emitting element in the first light source. In the present embodiment, the light distribution pattern is formed by scanning the light source image reflected by the rotating
図5(a)は、第1の実施の形態に係る第1の光源を正面から見た場合の模式図、図5(b)は、点灯した状態の第1の光源が静止した回転リフレクタに反射されて前方へ光源像として投影された様子を示す模式図である。なお、図5(a)では、集光用レンズ23の図示を省略している。また、図5(b)の光源像は、図5(a)の発光素子の像が投影レンズ24によって上下が反転したものである。
Fig.5 (a) is a schematic diagram at the time of seeing the 1st light source which concerns on 1st Embodiment from the front, FIG.5 (b) is the rotating reflector which the 1st light source of the state of the lighting state rested. It is a schematic diagram which shows a mode that it was reflected and it projected as a light source image ahead. In FIG. 5A, illustration of the condensing
図5(a)に示すように、第1の光源20は、8つの発光素子E11〜E18が配置されている。各発光素子E11〜E18は、発光面(光出射面)が直角二等辺三角形である。また、2つの発光素子が組み合わさることで矩形の発光面としても機能する。図5(b)に示す光源像L11〜L18は、発光素子E11〜E18の各発光面に対応したものである。
As shown in FIG. 5A, in the
図6(a)〜図6(d)は、光源像L15〜L18を走査した場合に形成できる配光パターンを説明するための模式図である。図6(a)〜図6(d)に示すように、光源像L11〜L18は、走査されることで形成されるパターンを考慮すると、4種類に分類される。 FIGS. 6A to 6D are schematic diagrams for explaining light distribution patterns that can be formed when the light source images L15 to L18 are scanned. As shown in FIGS. 6A to 6D, the light source images L11 to L18 are classified into four types in consideration of a pattern formed by scanning.
図6(a)に示すように、発光素子E15が連続点灯している状態であると、その光源像L15が走査されることで形成されるパターンP1は、左辺S11が垂直で右辺S12が斜め右下がりの台形となる。また、発光素子E15が所定のタイミングで消灯すると、その光源像L15が走査されることで形成されるパターンP1’は、一部に非照射領域R1が形成されたものとなる。非照射領域R1は、左辺S11’が斜め左上がりで右辺S12’が垂直の台形である。 As shown in FIG. 6A, in the state where the light emitting element E15 is continuously lit, the left side S11 of the pattern P1 formed by scanning the light source image L15 is vertical and the right side S12 is oblique. It is a trapezoid with a downward slope. In addition, when the light emitting element E15 is turned off at a predetermined timing, the pattern P1 'formed by scanning the light source image L15 has a non-irradiation area R1 formed in part. The non-irradiation area R1 is a trapezoid in which the left side S11 'is diagonally upward left and the right side S12' is vertical.
同様に、図6(b)に示すように、発光素子E16が連続点灯している状態であると、その光源像L16が走査されることで形成されるパターンP2は、左辺S21が斜め左上がりで右辺S22が垂直の台形となる。また、発光素子E16が所定のタイミングで消灯すると、その光源像L16が走査されることで形成されるパターンP2’は、一部に非照射領域R2が形成されたものとなる。非照射領域R2は、左辺S21’が垂直で右辺S22’が斜め右下がりの台形である。 Similarly, as shown in FIG. 6B, when the light emitting element E16 is continuously lit, the left side S21 of the pattern P2 formed by scanning the light source image L16 is obliquely upward to the left Then, the right side S22 becomes a vertical trapezoid. In addition, when the light emitting element E16 is turned off at a predetermined timing, the pattern P2 'formed by scanning the light source image L16 has a non-irradiated area R2 formed in part. The non-irradiation area R2 is a trapezoid in which the left side S21 'is vertical and the right side S22' is diagonally downward to the right.
同様に、図6(c)に示すように、発光素子E17が連続点灯している状態であると、その光源像L17が走査されることで形成されるパターンP3は、左辺S31が垂直で右辺S32が斜め右上がりの台形となる。また、発光素子E17が所定のタイミングで消灯すると、その光源像L17が走査されることで形成されるパターンP3’は、一部に非照射領域R3が形成されたものとなる。非照射領域R3は、左辺S31’が斜め左下がりで右辺S32’が垂直の台形である。 Similarly, as shown in FIG. 6C, when the light emitting element E17 is continuously lit, the pattern P3 formed by scanning the light source image L17 has a left side S31 vertical and a right side S32 is a trapezoid that rises diagonally to the right. In addition, when the light emitting element E17 is turned off at a predetermined timing, the pattern P3 'formed by scanning the light source image L17 has a non-irradiation area R3 formed in part. The non-irradiation area R3 has a trapezoidal shape in which the left side S31 'is inclined obliquely to the left and the right side S32' is perpendicular.
同様に、図6(d)に示すように、発光素子E18が連続点灯している状態であると、その光源像L18が走査されることで形成されるパターンP4は、左辺S41が斜め左下がりで右辺S42が垂直の台形となる。また、発光素子E18が所定のタイミングで消灯すると、その光源像L18が走査されることで形成されるパターンP4’は、一部に非照射領域R4が形成されたものとなる。非照射領域R4は、左辺S41’が垂直で右辺S42’が斜め右上がりの台形である。 Similarly, as shown in FIG. 6D, when the light emitting element E18 is continuously lit, the left side S41 of the pattern P4 formed by scanning the light source image L18 is inclined downward to the left Then, the right side S42 is a vertical trapezoid. Further, when the light emitting element E18 is turned off at a predetermined timing, the pattern P4 'formed by scanning the light source image L18 has a non-irradiated area R4 formed in part. The non-irradiation area R4 is a trapezoid in which the left side S41 'is vertical and the right side S42' is diagonally upward to the right.
このように、本実施の形態に係る発光素子E11〜E18は、矩形の発光素子と比較して、対向する2辺が平行でない。そのため、光源像が走査されることで形成されるパターンの形状は、矩形ではなく、走査方向の先端と後端の辺が平行でない台形となる。また、光源像が走査される際に点消灯が制御されることでパターンの一部に生じる非照射領域の形状も、矩形ではなく、走査方向の先端と後端の辺が平行でない台形となる。 As described above, in the light emitting elements E11 to E18 according to the present embodiment, two opposing sides are not parallel as compared with the rectangular light emitting element. Therefore, the shape of the pattern formed by scanning the light source image is not a rectangle, but a trapezoidal shape in which the sides of the front end and the rear end in the scanning direction are not parallel. In addition, when the light source image is scanned, the shape of the non-irradiated area generated in a part of the pattern is controlled not to be rectangular because the on / off control is controlled, and the front end and rear end sides in the scanning direction are trapezoidal. .
しかも、本実施の形態に係る第1の光源20は、発光面が二等辺三角形の同じ発光素子E11〜E18を配置したにもかかわらず、その配置を工夫することで互いに並進対称性のない4つの光源像L15〜L18(L11〜L14)を実現できる。そして、4つの光源像L15〜L18を走査することで、形状の異なる4つのパターンP1〜P4が形成できる。加えて、光源像で走査する際に発光素子を点消灯制御することで、並進対称性のない4つの非照射領域R1〜R4も実現できる。したがって、これらのパターンや非照射領域を組み合わせることで、全体の形状や遮光領域の形状が異なる複数種の配光パターンを簡易な構成の光学ユニットで実現できる。具体的には、第1の実施の形態に係る第1の光源は、1種類の発光素子で実現できる。
Moreover, although the
図7(a)〜図7(d)は、第1の実施の形態に係る光学ユニットで実現できる配光パターンの例を示す図である。 FIGS. 7A to 7D are diagrams showing examples of light distribution patterns that can be realized by the optical unit according to the first embodiment.
図7(a)に示す配光パターンPH1は、第1の光源20の全ての発光素子E11〜E18が常時点灯することで形成される。配光パターンPH1は、光源像L11が走査されることで形成されるパターンP11と、光源像L12が走査されることで形成されるパターンP12と、光源像L13が走査されることで形成されるパターンP13と、光源像L14が走査されることで形成されるパターンP14と、光源像L15が走査されることで形成されるパターンP15と、光源像L16が走査されることで形成されるパターンP16と、光源像L17が走査されることで形成されるパターンP17と、光源像L18が走査されることで形成されるパターンP18と、が合成されたハイビーム用配光パターンである。
The light distribution pattern PH1 shown in FIG. 7A is formed by turning on all the light emitting elements E11 to E18 of the
図7(b)に示す配光パターンPH2は、第1の光源20の発光素子E11,E14,E15,E18が点消灯することで形成される。配光パターンPH2は、光源像L11が走査されると共に所定のタイミングで消灯することで形成されるパターンP11’と、光源像L14が走査されると共に所定のタイミングで消灯することで形成されるパターンP14’と、光源像L15が走査されると共に所定のタイミングで消灯することで形成されるパターンP15’と、光源像L18が走査されると共に所定のタイミングで消灯することで形成されるパターンP18’と、が合成された可変ハイビーム用配光パターンである。配光パターンPH2では、左右対称の斜めのカットラインを有する台形の非照射領域が中央部に形成されている。
The light distribution pattern PH2 shown in FIG. 7B is formed by turning on and off the light emitting elements E11, E14, E15, and E18 of the
図7(c)に示す配光パターンPH3は、第1の光源20の発光素子E13,E14,E17,E18が点消灯することで形成される。配光パターンPH3は、光源像L13が走査されると共に所定のタイミングで消灯することで形成されるパターンP13’と、光源像L14が走査されると共に所定のタイミングで消灯することで形成されるパターンP14’と、光源像L17が走査されると共に所定のタイミングで消灯することで形成されるパターンP17’と、光源像L18が走査されると共に所定のタイミングで消灯することで形成されるパターンP18’と、が合成された可変ハイビーム用配光パターンである。配光パターンPH3では、左右平行の斜めのカットラインを有する平行四辺形の非照射領域が中央部に形成されている。
The light distribution pattern PH3 illustrated in FIG. 7C is formed by turning on and off the light emitting elements E13, E14, E17, and E18 of the
図7(d)に示す配光パターンPH4は、第1の光源20の全ての発光素子E11〜E18が点消灯することで形成される。配光パターンPH4は、光源像L11が走査されると共に所定のタイミングで消灯することで形成されるパターンP11’と、光源像L12が走査されると共に所定のタイミングで消灯することで形成されるパターンP12’と、光源像L13が走査されると共に所定のタイミングで消灯することで形成されるパターンP13’と、光源像L14が走査されると共に所定のタイミングで消灯することで形成されるパターンP14’と、光源像L15が走査されると共に所定のタイミングで消灯することで形成されるパターンP15’と、光源像L16が走査されると共に所定のタイミングで消灯することで形成されるパターンP16’と、光源像L17が走査されると共に所定のタイミングで消灯することで形成されるパターンP17’と、光源像L18が走査されると共に所定のタイミングで消灯することで形成されるパターンP18’と、が合成された可変ハイビーム用配光パターンである。配光パターンPH3では、カットラインが垂直な矩形の非照射領域が中央部に形成されている。
The light distribution pattern PH4 shown in FIG. 7D is formed by turning on and off all the light emitting elements E11 to E18 of the
上述のように、本実施の形態に係る第1の光源20は、点消灯が制御されることで配光パターンの一部に生じる非照射領域の端部の形状を異ならせることができるように光出射面が構成されている。これにより、非照射領域の端部の形状が異なる複数の配光パターンPH2〜PH4を形成できる。
As described above, in the
ここで、光出射面とは、第1の光源20を構成する複数の発光素子E11〜E18の発光面である。そして、この発光面の形状を、矩形の発光素子のような対向する2辺が平行な形状ではなく、少なくとも一辺が他のいずれの辺とも平行でないようにするとなおよい。例えば、台形でも可能である。なお、第1の光源が一つの発光素子で構成されており、その前面に光の透過を領域毎に制御する光透過制御部材(例えば、液晶シャッターや調光ミラー)を配置した場合は、光等制御部材の表面を光出射面と捉えてもよい。
Here, the light emitting surface is a light emitting surface of the plurality of light emitting elements E11 to E18 that constitute the
本実施の形態に係る第1の光源20は、図5(a)や図5(b)に示すように、光源像として走査される方向D1と交差する第1の辺A1を有する第1光出射面(発光素子E15)と、光源像として走査される方向と交差し、第1の辺A1と方向が異なる第2の辺A2を有する第2光出射面(発光素子E18)と、を有している。これにより、図7(b)に示す配光パターンPH2のように、非照射領域の端部を第1の辺A1に対応した斜めのカットラインCL1と第2の辺A2に対応した斜めのカットラインCL2で形成できる。これにより、ヘッドライト等の車両用灯具へ適用できる。
As shown in FIGS. 5A and 5B, the
また、発光素子E18は、第2の辺A2によって、カットラインCL1と角度の異なるカットラインCL2が形成される形状を有している。これにより、照射方向の状況に応じて非照射部をより適した形にすることが可能となる。例えば、前走車等に与えるグレアを抑制しつつ前方の視認性を向上できる。 The light emitting element E18 has a shape in which a cut line CL2 having an angle different from that of the cut line CL1 is formed by the second side A2. This makes it possible to make the non-irradiated part more suitable for the situation in the irradiation direction. For example, it is possible to improve the forward visibility while suppressing the glare applied to the vehicle in front.
また、発光素子E18は、第2の辺A2によって、カットラインCL1と対称のカットラインCL2が形成される形状を有している。これにより、非照射領域の端部が左右対称の配光パターンPH2を形成でき、例えば、ドーバー法規への対応が容易なヘッドライトを実現できる。 The light emitting element E18 has a shape in which a cut line CL2 symmetrical to the cut line CL1 is formed by the second side A2. As a result, the end of the non-irradiation area can form a light distribution pattern PH2 that is symmetrical in the left-right direction, and for example, a headlight easily compliant with the Dover regulations can be realized.
また、本実施の形態係る光学ユニット18は、例えば、発光素子E15および発光素子E17の点灯状態をそれぞれ制御する制御部29を更に備えている。制御部29は、配光パターンとして台形の非照射部を有する配光パターンPH2(図7(b)参照)を形成する場合には、台形の非照射部を発光素子E15から出射した光が走査するタイミングで発光素子E15を消灯制御し、配光パターンとして平行四辺形の非照射部を有する配光パターンPH3(図7(c)参照)を形成する場合には、平行四辺形の非照射部を発光素子E17から出射した光が走査するタイミングで発光素子E17を消灯制御してもよい。これにより、非照射部の形状が異なる複数の配光パターンを形成できる。
The
なお、本実施の形態に係る第1の光源20は、光源像として走査される方向D1に、発光素子E15〜E18が配列している。これにより、省スペースな光源で複数の配光パターンを形成できる。
In the
図8は、各実施の形態に係る車両用前照灯の制御装置を示す図である。図8に示すように、本実施の形態に係る車両用前照灯10の制御装置100は、車両前方や周囲を撮影するカメラ44と、車両前方の他車両や歩行者までの距離や存在を検出するレーダ46と、ドライバにより車両用前照灯の点灯状態や照射モード(ハイビーム用配光パターンやロービーム用配光パターンの選択や自動制御モード等)を制御するスイッチ48と、操舵状態を検出する検知部50と、車速センサや加速度センサ等のセンサ52と、制御部29と、モータ34と、第1の光源20と、第2の光源26と、を備える。
FIG. 8 is a view showing a control device of a vehicle headlamp according to each embodiment. As shown in FIG. 8, the
制御部29は、カメラ44、レーダ46、スイッチ48、検知部50およびセンサ52から取得した情報に基づいて、モータ34の回転や、第1の光源20や第2の光源26が有する各発光素子の点消灯を制御する。これにより、簡易な構成で複数の配光パターンを形成可能な新たな光学ユニット18を実現できる。
The
[第2の実施の形態]
図9(a)は、第2の実施の形態に係る第1の光源を正面から見た場合の模式図、図9(b)は、点灯した状態の第1の光源が静止した回転リフレクタに反射されて前方へ光源像として投影された様子を示す模式図である。なお、図9(a)では、集光用レンズ23の図示を省略している。また、図9(b)の光源像は、図9(a)の発光素子が投影レンズ24によって上下が反転したものである。
Second Embodiment
Fig.9 (a) is a schematic diagram at the time of seeing the 1st light source which concerns on 2nd Embodiment from the front, FIG.9 (b) is the rotating reflector which the 1st light source of the state of the lighting state stopped. It is a schematic diagram which shows a mode that it was reflected and it projected as a light source image ahead. In FIG. 9A, illustration of the condensing
図9(a)に示すように、第1の光源120は、5つの発光素子E21〜E25が配置されている。各発光素子E21〜E25は、発光面(光出射面)が矩形(正方形)である。また、発光素子E21〜E23は、各辺が水平線H−Hに対して斜めになるように配置されており、発光素子E24,E25は、各辺が水平線H−Hに対して平行になるように配置されている。このように、同じ形状の発光素子を異なる向きに配置することで、種々の形状の配光パターンを実現できる。図9(b)に示す光源像L21〜L25は、発光素子E21〜E25の各発光面に対応したものである。
As shown in FIG. 9A, in the first
図10(a)、図10(b)は、光源像L21〜L25を走査した場合に形成できる配光パターンを説明するための模式図である。図10(a)、図10(b)に示すように、光源像L21〜L25は、走査されることで形成されるパターンを考慮すると、2種類に分類される。 FIG. 10A and FIG. 10B are schematic views for explaining a light distribution pattern which can be formed when the light source images L21 to L25 are scanned. As shown in FIGS. 10A and 10B, the light source images L21 to L25 are classified into two types in consideration of a pattern formed by scanning.
図10(a)に示すように、発光素子E24が連続点灯している状態であると、その光源像L24が走査されることで形成されるパターンP1は、左辺S11が垂直で右辺S12も垂直な矩形となる。また、発光素子E24が所定のタイミングで消灯すると、その光源像L24が走査されることで形成されるパターンP1’は、一部に非照射領域R1が形成されたものとなる。非照射領域R1は、左辺S11’が垂直で右辺S12’も垂直な矩形である。 As shown in FIG. 10A, when the light emitting element E24 is continuously lit, the left side S11 of the pattern P1 formed by scanning the light source image L24 is vertical and the right side S12 is also vertical. Become a rectangular shape. Further, when the light emitting element E24 is turned off at a predetermined timing, the pattern P1 'formed by scanning the light source image L24 has a non-irradiation area R1 formed in part. In the non-irradiation area R1, the left side S11 'is vertical and the right side S12' is also vertical.
同様に、図10(b)に示すように、発光素子E21が連続点灯している状態であると、その光源像L21が走査されることで形成されるパターンP2は、左辺S21が斜め左上がりおよび斜め左下がりの折れ線であり、右辺S22が斜め右上がりおよび斜め右下がりの折れ線であり、横長の六角形となる。また、発光素子E21が所定のタイミングで消灯すると、その光源像L21が走査されることで形成されるパターンP2’は、一部に非照射領域R2が形成されたものとなる。非照射領域R2は、左辺S21’が斜め左上がりおよび斜め左下がりの折れ線であり、右辺S22’が斜め右上がりおよび斜め右下がりの折れ線である。 Similarly, as shown in FIG. 10B, when the light emitting element E21 is continuously lit, the left side S21 of the pattern P2 formed by scanning the light source image L21 is obliquely upward to the left And the right side S22 is a diagonally upper right and a diagonal lower right, and is a horizontally long hexagon. In addition, when the light emitting element E21 is turned off at a predetermined timing, the pattern P2 'formed by scanning the light source image L21 has a non-irradiation area R2 formed in part. In the non-irradiation area R2, the left side S21 'is a broken line rising diagonally to the left and falling diagonally to the left, and the right side S22' is a broken line rising diagonally to the right and diagonally falling to the right.
このように、本実施の形態に係る発光素子E21〜E25は、矩形の発光素子が1種類用いられており、対向する2辺が平行である。しかしながら、発光素子E24,E25に対して、一部の発光素子E21〜E23を配置する場所や向きを工夫することで複数のパターンを実現できる。また、光源像が走査されることで形成されるパターンの形状は、矩形だけではなく、走査方向の先端と後端の辺が折れ線となった六角形となる。また、光源像が走査される際に点消灯が制御されることでパターンの一部に生じる非照射領域の形状も、矩形ではなく、走査方向の先端と後端の辺が折れ線となる。 Thus, as the light emitting elements E21 to E25 according to the present embodiment, one type of rectangular light emitting element is used, and the two opposing sides are parallel. However, with respect to the light emitting elements E24 and E25, a plurality of patterns can be realized by devising the locations and directions in which some of the light emitting elements E21 to E23 are disposed. Further, the shape of the pattern formed by scanning the light source image is not only a rectangle, but also a hexagon in which the sides at the front end and the rear end in the scanning direction are broken lines. In addition, the shape of the non-irradiated area generated in a part of the pattern by controlling turning on and off when the light source image is scanned is not rectangular, but the sides of the front end and the rear end in the scanning direction become polygonal lines.
図11(a)、図11(b)は、第2の実施の形態に係る光学ユニットで実現できる配光パターンの例を示す図である。 11 (a) and 11 (b) are diagrams showing examples of light distribution patterns that can be realized by the optical unit according to the second embodiment.
図11(a)に示す配光パターンPH1は、第1の光源120の全ての発光素子E21〜E25が常時点灯することで形成される。配光パターンPH1は、光源像L21が走査されることで形成されるパターンP21と、光源像L22が走査されることで形成されるパターンP22と、光源像L23が走査されることで形成されるパターンP23と、光源像L24が走査されることで形成されるパターンP24と、光源像L25が走査されることで形成されるパターンP25と、が合成されたハイビーム用配光パターンである。
The light distribution pattern PH1 shown in FIG. 11A is formed by turning on all the light emitting elements E21 to E25 of the first
図11(b)に示す配光パターンPH2は、第1の光源120の発光素子E21〜E24が点消灯し、発光素子E25は常時消灯することで形成される。配光パターンPH2は、光源像L21が走査されると共に所定のタイミングで消灯することで形成されるパターンP21’と、光源像L22が走査されると共に所定のタイミングで消灯することで形成されるパターンP22’と、光源像L23が走査されると共に所定のタイミングで消灯することで形成されるパターンP23’と、光源像L24が走査されると共に所定のタイミングで消灯することで形成されるパターンP24’と、が合成された可変ハイビーム用配光パターンである。配光パターンPH2では、左右対称の斜めのカットラインを有する台形の非照射領域が中央部に形成されている。
The light distribution pattern PH2 shown in FIG. 11B is formed by turning on and off the light emitting elements E21 to E24 of the first
なお、第1の実施の形態の図7(c)に示した配光パターンPH3と同様に、第1の光源120の発光素子E21〜E23の点消灯を制御することで、左右平行の斜めのカットラインを有する平行四辺形の非照射領域を中央部に形成することもできる。
As in the case of the light distribution pattern PH3 shown in FIG. 7C of the first embodiment, by turning on and off the light emitting elements E21 to E23 of the first
上述のように、本実施の形態に係る第1の光源120は、点消灯が制御されることで配光パターンの一部に生じる非照射領域の端部の形状を異ならせることができるように光出射面が構成されている。これにより、非照射領域の端部の形状が異なる複数の配光パターンを形成できる。
As described above, in the first
本実施の形態に係る第1の光源120は、図9(a)や図9(b)に示すように、光源像として走査される方向D1と交差する第1の辺A1を有する第1光出射面(発光素子E21〜E23)と、光源像として走査される方向と交差し、第1の辺A1と方向が異なる第2の辺A2を有する第2光出射面(発光素子E21〜E23)と、を有している。これにより、図11(b)に示す配光パターンPH2のように、非照射領域の端部を第1の辺A1に対応した斜めのカットラインCL1と第2の辺A2に対応した斜めのカットラインCL2で形成できる。
As shown in FIGS. 9A and 9B, the first
[第3の実施の形態]
第1の実施の形態に係る車両用前照灯10においては、回転リフレクタ22のブレード22aの形状が、回転軸Rを中心とする周方向に向かうにつれて、光軸Axと反射面とが成す角が変化するように捩られた形状を有している。一方、第3の実施の形態に係る車両用前照灯においては、回転リフレクタとしてポリゴンミラーを用いており、それ以外は第1の実施の形態と実質的な違いはない。したがって、以下の説明においては、回転リフレクタについて詳述し、第1の実施の形態と同じ構成については同じ符号を付して説明を適宜省略する。
Third Embodiment
In the
図12は、第3の実施の形態に係る車両用前照灯の水平断面図である。第3の実施の形態に係る車両用前照灯110は、前方に向かって開口した凹部を有するランプボディ12を備えている。ランプボディ12は、その前面開口が透明な前面カバー14によって覆われて灯室16が形成されている。灯室16は、1つの光学ユニット118が収容される空間として機能する。光学ユニット118は、可変ハイビームとロービームの両方を照射できるように構成されたランプユニットである。
FIG. 12 is a horizontal sectional view of the vehicle headlamp according to the third embodiment. The
本実施の形態に係る光学ユニット118は、光源220と、光源220から出射した第1の光L1の光路を変化させてポリゴンミラー122の反射面122aに向かわせる1次光学系(光学部材)としての集光用レンズ23と、第1の光L1を反射しながら回転軸Rを中心に回転するポリゴンミラー122と、投影レンズ124と、制御部29と、を備える。
The
光源220は、複数の素子がマトリックス状に配置されている。投影レンズ124は、ポリゴンミラー122で反射された第1の光L1を光学ユニットの光照射方向(図1左方向)に集光し投影する。これにより、光学ユニット118の前方に光源像を鮮明に投影できる。
The
ポリゴンミラー122は、モータなどの駆動源により回転軸Rを中心に一方向に回転する。また、ポリゴンミラー122は、回転しながら反射した各光源の光を走査することで所望の配光パターンを形成するように反射面122aが設けられている。つまり、ポリゴンミラー122は、その回転動作により、発光部からの可視光を照射ビームとして出射するものであり、かつ、該照射ビームを走査せしめることによって所望の配光パターンを形成する。
The
ポリゴンミラー122の回転軸Rは、光軸Axに対してほぼ垂直になっており、光軸Axと光源220とを含む平面と交差するように設けられている。換言すると、回転軸Rは、回転によって左右方向に走査する光源の光(照射ビーム)の走査平面と略直交するように設けられている。このようなポリゴンミラー122を用いた車両用前照灯110においても、前述の各種配光パターンの形成が可能である。
The rotation axis R of the
以上、本発明を上述の各実施の形態を参照して説明したが、本発明は上述の各実施の形態に限定されるものではなく、各実施の形態の構成を適宜組み合わせたものや置換したものについても本発明に含まれるものである。また、当業者の知識に基づいて各実施の形態における組合せや処理の順番を適宜組み替えることや各種の設計変更等の変形を各実施の形態に対して加えることも可能であり、そのような変形が加えられた実施の形態も本発明の範囲に含まれうる。 As mentioned above, although this invention was demonstrated with reference to each above-mentioned embodiment, this invention is not limited to each above-mentioned embodiment, What combined suitably the structure of each embodiment, and it substituted Those are also included in the present invention. In addition, it is also possible to appropriately modify the combinations and the order of processing in each embodiment based on the knowledge of those skilled in the art and to add various modifications such as design changes to each embodiment, and such modifications An embodiment in which is added may be included in the scope of the present invention.
10 車両用前照灯、 18 光学ユニット、 20 第1の光源、 22 回転リフレクタ、 22a ブレード、 22b 回転部、 24 投影レンズ、 29 制御部、 34 モータ、 100 制御装置、 120 第1の光源。 10 Vehicle headlights, 18 optical units, 20 first light sources, 22 rotating reflectors, 22a blades, 22b rotating parts, 24 projection lenses, 29 controls, 34 motors, 100 controls, 120 first light sources.
Claims (7)
前記光源から出射した光を反射しながら回転軸を中心に一方向に回転する回転リフレクタと、を備え、
前記回転リフレクタは、反射した前記光が光源像として走査されることで配光パターンを形成するように構成されており、
前記光源は、点消灯が制御されることで前記配光パターンの一部に生じる非照射領域の端部の形状を異ならせることができるように光出射面が構成されていることを特徴とする光学ユニット。 Light source,
And a rotating reflector that rotates in one direction around a rotation axis while reflecting light emitted from the light source.
The rotating reflector is configured to form a light distribution pattern by scanning the reflected light as a light source image,
The light emission surface of the light source is configured such that the shape of the end of the non-irradiation area generated in a part of the light distribution pattern can be made different by controlling turning on and off. Optical unit.
光源像として走査される方向と交差する第1の辺を有する第1光出射面と、
光源像として走査される方向と交差し、前記第1の辺と方向が異なる第2の辺を有する第2光出射面と、を有することを特徴とする請求項1に記載の光学ユニット。 The light emitting surface is
A first light emitting surface having a first side intersecting the direction in which the light source image is scanned;
2. The optical unit according to claim 1, further comprising: a second light emitting surface having a second side which intersects a direction scanned as a light source image and which has a direction different from the first side. 3.
前記制御部は、
前記配光パターンとして第1の形状の非照射部を有する第1の配光パターンを形成する場合には、前記第1の形状の非照射部を前記第1光出射面から出射した光が走査するタイミングで前記第1光出射面を消灯制御し、
前記配光パターンとして第1の形状と異なる第2の形状の非照射部を有する第2の配光パターンを形成する場合には、前記第2の形状の非照射部を前記第2光出射面から出射した光が走査するタイミングで前記第2光出射面を消灯制御する、
ことを特徴とする請求項2に記載の光学ユニット。 A control unit configured to control lighting states of the first light emission surface and the second light emission surface;
The control unit
When forming a first light distribution pattern having a non-irradiated portion of a first shape as the light distribution pattern, light emitted from the first light emission surface of the non-irradiated portion of the first shape is scanned Control turning off the first light emitting surface at the timing of
When forming a second light distribution pattern having a non-irradiated portion having a second shape different from the first shape as the light distribution pattern, the non-irradiated portion having the second shape is used as the second light emission surface Turn off the second light emitting surface at the timing when the light emitted from the light scans.
The optical unit according to claim 2,
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